2. Описание структурной схемы многоканального приемника цифровых сигналов.
На рис. 1 представлена упрощенная схема приемника. Приемник состоит из детектора Д, усилителей У, регенератора Р, преобразователя кода ПК, устройства разделения УР, выделителя синхроимпульса ВС, декодера ДК, экспандера Э (расширителя динамического диапазона), генераторного оборудования ГО, ключей КЛ, ФНЧ, УЗЧ, микрофона.
Порядок работы приемника.
На приемной стороне входной радиосигнал усиливается в блоке УРЧ, преобразуется по частоте в блоке ПР и после усиления усилителем промежуточной частоты УПЧ детектируется в блоке Д. Видеоимпульсы группового цифрового сигнала с блока Д, искаженные помехами, после усиления импульсным усилителем ИУ восстанавливаются в регенераторе Р. С выхода блока Р импульсы поступают в декодер ДК через преобразователь кодов ПК, устройство разделения УР.
В декодере Цифровой групповой сигнал преобразуется в выборки, которые после экспандирования в блоке Э поступают на устройство разделения каналов. Последнее состоит из К ключей (схем совпадения), сигнальные входы которых подключены параллельно выходу экспандера. На их управляющие входы поступают импульсы с ГО приемника, работающего от синхроимпульса, выделяемого блоком ВС. Фильтр нижних частот ФНЧ преобразует канальный АИМ сигнал в аналоговый, который поступает на телефон через усилитель УЗЧ.
Представим в развернутом виде основные блоки приемника. На рис. 2 показана схема трехразрядного декодера ДК с суммированием напряжений на аттенюаторе сопротивлений (матрице R-2R).
Триггеры Т3÷T1 образуют регистр, в который помещаются двоичные числа, предназначенные для перевода в пропорциональные им значения напряжения на выходе. В каждом разряде имеются два ключа Кл, через один из которых- Кл-1 в матрицу R-2R подается напряжение Е, а через другой Кл-0- нулевое напряжение.
Пусть в регистр введено число 1002. Триггер Т3- в состоянии "1" и в третьем (старшем) разряде открыт ключ Кл1, а в остальных разрядах - триггеры в состоянии "0" и открыты ключи Кл0. В точке А3 матрицы напряжение UА3=Uвых =Е/3.
Если же в регистр поместить число 0102, то в точке А2 напряжение UА2=0,5*Е/3. При числе 0012 напряжение Uвых=0,25*Е/3. При n- рязрядном регистре напряжение на выходе декодера
Uвых=1/3Е(an+2-1an-1+2-2an-2+…+2-(n-1)a1)=1/3E*2-(n-1)(2n-1an+2n-2an-1+…+a1)= =1/3*E*2-(n-1)N,
где а – цифры разрядов двоичного числа;
N – значение числа, помещенного в регистр.
Схема компандера показана на рис. 3. Если сигнал снимать с диодов, то это будет компрессор (сжиматель), а если с резистора — то экспандер (расширитель) динамического диапазона.
3. Принципиальная схема основных блоков передатчика.
Генераторное оборудование содержит задающий генератор, счетчик импульсов D4 и дешифратор D11.
Микросхема D4 является четырехразрядным счетчиком. Счетчик имеет 2 части: делитель на 2 и делитель на 8. В нашем случае используется делитель на 8.
Дешифратор D11служит для преобразования двоичного кода в напряжение логического уровня, появляющегося только на том выходе, десятичный номер которого соответствует двоичному коду. Микросхема К155 ИДЗ — дешифратор, позволяющий преобразовать четырехзначный код, поступивший на входы А0 – А3 в напряжение низкого логического уровня, появляющегося на одном из его выходов. Устройство разделения каналов состоит из ключей D7-D9 которые выполнены на микросхеме К176КТ1. Это четырехканальные коммутаторы цифровых и аналоговых сигналов. Каждый ключ имеет вход и выход сигнала, а также вход разрешения прохождения сигнала. Микросхема К176КТ1 относится к серии КМОП, следовательно для согласования управляющих сигналов требуется преобразователь уровней от ТТЛ к КМОП. Эти преобразователи D -5-6выполнены на микросхеме К176ПУ2. Она содержит 4 канала сдвига логических уровней от низкого напряжения к высокому.
Групповой сигнал после прохождения через компрессор АИМ -2 приходит в кодер. С кодера семиразрядный код поступает на преобразователь кода из параллельного в последовательный. Выходной последовательный код получается на выходе Q0.
4. Основные расчетные соотношения.
Разрядность кода n определяется по заданному отношению:
где П- пикфактор сообщения. Для речи П2=10; П3,16 =1,3%=0,013 по заданию n=lg2() = 7,14 ,но для дальнейших расчетов возьмем n=8.
Скорость передачи информации составит:
Длительность элементарного символа определяется из условия, что на передачу кодового слова отводится время, равное периоду опроса, т.е.
;
При временном уплотнении каналов
[Бод]
где: =0,92*10-6 (с) .
тогда:
=1090000 Бод
Частота манипуляции Fм =, то Fм=1/(2*0,92*10-6)=0,54 МГц
Эффективная ширина спектра дискретных видеосигналов зависит от формы символов, порядка их чередования и в общем случае определяется соотношением , где коэффициент . Ширина спектра дискретных радиосигналов зависит от вида вторичной манипуляции. При ДФМн , поэтому ;
Гц
2. Расчет автогенератора.
1.По заданной рабочей частоте f выбираем кварц и транзистор VT и выписываем их параметры. В данной схеме кварц работает на частоте последовательного резонанса. Максимальная рабочая частота транзистора fmax(0,2-0,3) fгр, где fгр – граничная частота, при которой модуль коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером равен 1.
Выбрали транзистор ГТ329Б.
fгр=1,7 ГГц
2. определяем индуктивность контура Lk из выражения
задавшись величиной емкости контура Ск согласно табл.1
f,МГц |
0,3 |
0,3-1,5 |
1,5-6 |
6-30 |
30-150 |
Ск,пФ |
500-300 |
300-200 |
200-100 |
100-50 |
50-13 |
Берем Ск=13 пФ ,для частоты f=154 МГц
; Отсюда
3.находим резонансное сопротивление контура
Rk=
Где -волновое сопротивление контура: ;
r – сопротивление потерь контура.
Полагая добротность контура Q =/r=100,
имеем r= /100=79,4/100=0,794 Ом
Rk=
4. Находим
Для автогенераторов угол отсечки =60-75о, по которому определяется .
Положим =650 тогда =0,414
По характеристикам определяем Sk==
Sср=
5. вычисляем коэффициент положительной обратной связи:
6. Находим емкости конденсаторов контура С1 и С2
отсюда С1=Ск/Кос
C1=200*10-12/0.449*10-3=450.4*10-9Ф
Ск= или С2=
С2=Ф
7. Определяем величину эмиттерного сопротивления Rэ из условия Rэ>>1/, т.е. Rэ= (5
Rэ=
8. Выбираем номиналы R1 и R2 из условия обеспечения угла отсечки =60-750 с учетом проходной характеристики транзистора.
R1=4кОм, R2=1,5 кОм
9. выбираем емкость конденсатора С, шунтирующего R, из условия
, т.е.
10. Величина индуктивности L выбирается из условия исключения заданной емкости кварцедержателя С0.
; т.е.
11. Определяем выходное напряжение Uвых=Uос=Koc*Uk
Uвых=0,449*10-3*24,6=11,045мВ
Напряжение на контуре Uk=
Uk=
P2=0.01*Pтр=0,01*15=0,15Вт
Мощность автогенератора задается низкой для обеспечения высокой стабильности частоты автоколебаний. Можно взять Р2=1% от максимально допустимой, приводимой в справочнике на транзистор автогенератора.